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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Multiplex-Kommunikations-System
und insbesondere ein Fahrzeug-Multiplex-Kommunikations-System mit
einer Ruhe-Steuerfunktion.
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Ein
Kraftwagen, der über
elektrische Ausstattungseinheiten wie Sensoren, elektronische Steuereinheiten
(ECUs), Stellglieder verfügt,
ist für gewöhnlich mit
einem Multiplex-Kommunikations-System
zur Datenübertragung
zwischen den elektrischen Ausstattungseinheiten ausgestattet. Das
Multiplex-Kommunikations-System umfasst eine Multiplex-Übertragungs-Strecke
und Kommunikationsknoten, die damit verbunden sind, und eine oder mehr
elektrische Ausstattungseinheiten sind mit jedem Kommunikationsknoten
verbunden. Im Multiplex-Kommunikations-System werden die Kommunikationsknoten
operativ gemacht, wenn sie mit Strom versorgt werden und dadurch
die Datenübertragung zwischen
den elektrischen Ausstattungseinheiten mittels der Kommunikationsknoten
ermöglicht
wird. Wenn jedoch diese Knoten fortwährend mit Strom versorgt werden,
nimmt der Stromverbrauch zu und erhöht somit die Lasten einer Batterie
und eines Generators.
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Diesbezüglich sind
mit einem Ruhe-Modus ausgestattete Multiplex-Kommunikations-Systeme vorgeschlagen
worden, in denen die Stromversorgung der Kommunikationsknoten eingestellt
wird, wenn keine Datenübertragung
zwischen denselben stattfindet. In einem Multiplex-Kommunikations-System
dieser Art bestimmt jeder Kommunikationsknoten, ob die Durchführung der
Datenübertragung
zwischen sich selbst und anderen Knoten notwendig ist, und tritt
in einen Ruhe-Modus (allgemeiner einen Ruhe-Zustand), um den Stromverbrauch
einzustellen, wenn keine Datenübertragung
erforderlich ist.
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JP-A-9-135
257 offenbart beispielsweise ein Multiplex- Kommunikations-System, in dem jeder Knoten,
bei Unfähigkeit
in einen Ruhe-Zustand überzugehen,
ein Meldesignal an andere Knoten sendet, mit denen ein eigener Knoten
kommunizieren kann, und andererseits erlaubt jeder Knoten dem eigenen Knoten,
in den Ruhe-Zustand zu treten, wenn er fähig ist, in einen Ruhe-Zustand überzugehen,
und wenn er kein Meldesignal von irgendeinem der anderen Knoten
für eine
vorbestimmte Zeitspanne erhält.
Das Multiplex-Kommunikations-System mit einem solchen Aufbau erfordert
jedoch als Ganzes die Durchführung
einer komplizierter Bestimmungsverarbeitung, da jeder Knoten einzeln
bestimmt, ob der Übergang
in den Ruhe-Modus notwendig ist.
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Eine
weitere Art von Multiplex-Kommunikations-System, das über einen
Hauptknoten zur Steuerung von Slave-Knoten verfügt, ist beispielsweise in JP-A-2000-32018
offenbart. Dieses System, das das Aufwachen der Slave-Knoten aus
einem Ruhe-Modus bewirkt, damit sie betriebsfähig werden, ist nicht in der
Lage, den Eintritt jedes Knotens in den Ruhe-Zustand zu gewährleisten
und führt
keinen Übergang
der Slave-Knoten in den Ruhe-Modus mit Zuverlässigkeit unter gemeinsamer
Verwaltung durch.
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Die
US 4,698,748 beschreibt
ein Fahrzeug-Multiplex-Kommmunikations-System, bei dem ein Prozessor
in einer Zentralstation einen Zündschalter überwacht
und entfernte Controller in einen Ruhezustand treten lässt, wenn
der Zündschalter während einer
vorbestimmten Zeitspanne nicht betätigt worden ist. Somit bestimmt
nur die Zentralstation, ob die entfernten Controller in den Ruhezustand
eintreten sollen oder nicht, und keiner der entfernten Controller
liefert Informationen, ob er in den Ruhezustand eintreten kann oder
nicht.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
eines Fahrzeug-Multiplex-Kommunikations-Systems, das in der Lage
ist, die Bedingungen zur Durchführung
eines Übergangs in
einen Ruhe-Zustand zu bestimmen, und zwar mit einer vereinfachten
Systemkonfiguration und einer vereinfachten Bestimmungsverarbeitung,
und das in der Lage ist, zu gewährleisten,
dass die Knoten in den Ruhe-Zustand treten können, wenn die Umstände, in
denen der Eintritt in den Ruhe-Zustand
erfolgen soll, erreicht sind, selbst wenn sich irgend einer der Knoten
in einem ausgeschalteten Kommunikationszustand befindet.
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Gemäß der Erfindung
wird ein Fahrzeug-Multiplex-Kommunikations-System mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 bereitgestellt.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Fahrzeug-Multiplex-Kommmunikations-System
bestimmt jeder gewöhnliche
Kommunikationsknoten selbst, ob andauernde Kommunikation notwendig
ist oder nicht. Wird bestimmt, dass andauernde Kommunikation notwendig
ist, so liefert der gewöhnliche
Kommunikationsknoten die ersten Informationen mit einem gesetzten Flag,
und wird andererseits bestimmt, dass keine andauernde Kommunikation
notwendig ist, so liefert der gewöhnliche Kommunikationsknoten
die ersten Informationen mit nicht gesetztem Flag. Im letzteren
Fall liefern die Anweisungsmittel des besonderen Kommunikationsknotens
dann ein Ruhe-Übergangs-Befehl-Signal
an die Ruhe-Übergangs-Steuer-Mittel
des entsprechenden gewöhnlichen
Kommunikationsknotens. Dementsprechend bestimmt jeder gewöhnliche Kommunikationsknoten
im Wesentlichen selbst, ob er in den Ruhe-Zustand treten kann oder
nicht, und der besondere Kommunikationsknoten liefert den Ruhe-Übergangs-Befehl
bloß auf
Basis der von den gewöhnlichen
Kommunikationsknoten getroffenen Bestimmungen.
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In
der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 können, selbst
wenn sich der besondere Kommunikationsknoten in einem Kommunikation-Ausgeschaltet-Zustand
befindet, die gewöhnlichen
Kommunikationsknoten mit Zuverlässigkeit
in den Ruhe-Modus treten, da die Ruhe-Übergangs-Steuer-Mittel in jedem
gewöhnlichen
Kommunikationsknoten bestimmen, ob die Bedingungen zum Übergang
in den Ruhe-Zustand erfüllt
sind, wenn die vorbestimmte Zeitspanne abgelaufen ist.
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Es
folgt eine Erläuterung
eines Ausführungsbeispiels
für ein
Fahrzeug-Multiplex-Kommunikations-System anhand der Zeichnungen.
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1 ist
ein schematisches Diagramm, das die Verbindungen zwischen einem
Hauptknoten, Slave-Knoten und einem Bus in einem Fahrzeug-Multiplex-Kommunikations-System
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufzeigt;
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2 ist
ein schematisches Diagramm, das die inneren Anordnungen eines in
der 1 gezeigten Slave-Knotens darstellt;
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3 ist
ein Ablaufdiagramm, das eine grundlegende Funktion des in der 1 gezeigten Multiplex-Kommunikations-Systems darstellt;
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4A ist
ein Flussdiagramm, das einen Teil einer Bestimmungsroutine darstellt,
die von dem in der 1 gezeigten Hauptknoten ausgeführt wird, um
zu bestimmen, ob die Bedingungen zum Übergang von einem Kommunikations-Durchführungs-Modus zu einem Kommunikations-Standby-Modus
erfüllt
sind;
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4B ist
ein Flussdiagramm, das den restlichen Teil der Bestimmungsroutine
aufzeigt;
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5A ist
ein Flussdiagramm, das einen Teil einer Bestimmungsroutine darstellt,
die von jedem in der 1 gezeigten Slave-Knoten ausgeführt wird; und
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5B ist
ein Flussdiagramm, das den restlichen Teil der Bestimmungsroutine
darstellt.
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Wie
in der 1 gezeigt, ist das Multiplex-Kommuni kations-System
mit einem Hauptknoten (besonderen Kommunikationsknoten) 1 und
einer Mehrzahl an Slave-Knoten (gewöhnlichen Kommunikationsknoten) 2 ausgestattet,
wobei jeder Knoten mit einem Bus 3 verbunden ist, der als
Multiplex-Kommunikations-Strecke
dient. Von den Slave-Knoten sind lediglich drei in der 1 dargestellt.
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Wie
in der 2 gezeigt, verfügt jeder der Slave-Knoten 2 über einen
Schnittstellenschaltungsabschnitt 2a, der mit dem Bus 3 verbunden
ist, einen Kommunikationsverarbeitungsabschnitt 2b, der
mit dem Schnittstellenschaltungsabschnitt 2a verbunden ist,
und eine Zentraleinheit 2c, die mit dem Kommunikationsverarbeitungsabschnitt 2b verbunden
ist. Eine oder mehrere elektrische Ausstattungseinheiten (nicht
gezeigt) wie beispielsweise ein Sensor und ein Stellglied sind mit
der Zentraleinheit 2c verbunden. Die Zentraleinheit 2c schließt gewöhnliche Übertragungsmittel
(nicht gezeigt) ein zur Lieferung eines ersten Datenübertragungsblocks,
der die ersten Informationen für
den Bus 3 darstellt, Ruhe-Übergangs-Steuer-Mittel (nicht
gezeigt), um zu veranlassen, dass der eigene Knoten in den Ruhe-Zustand tritt
und einen Steuerungsabschnitt zur Steuerung eines Sensors und eines
Stellglieds. Der erste Datenübertragungsblock
schließt
eine Kommunikation-Andauernd-Nachfrage und Daten ein. Diese Daten schließen eine
Bereitstellungsnachfrage ein, um einen anderen Knoten zur Datenbereitstellung
aufzufordern, und Bereitstellungsinformationen, die einem anderen
Knoten als Daten zugeführt
werden.
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Obwohl
die Darstellungen weggelassen worden sind, schließt der Hauptknoten 1 einen
Schnittstellenschaltungsabschnitt, einen Kommunikationsverarbeitungsabschnitt,
eine Zentraleinheit und einen Sensor und ein Stellglied ein, die
mit der Zentraleinheit verbunden sind, wie im Falle der Slave-Knoten 2. Die
Zentraleinheit schließt
besondere Übertragungsmittel
zur periodischen Lieferung eines zweiten Datenübertragungsblocks ein, der
die zweiten Informationen für
den Bus 3 darstellt, Ruhe-Übergangs-Steuer-Mittel, die veranlassen, dass
der eigene Knoten in den Ruhe-Zustand tritt, Anweisungsmittel zur
Lieferung eines Ruhe-Übergangs-Befehl-Signals
an die besonderen Übertragungsmittel, wenn
keine Kommunikation-Andauernd-Nachfrage vom ersten Datenübertragungsblock
bestimmt wird, Informationsmittel zur Lieferung einer Bereitstellungsnachfrage an
die besonderen Übertragungsmittel,
um einen gewöhnlichen
Kommunikationsknoten aufzufordern, dafür zu sorgen, dass dem gewöhnlichen
Kommunikationsknoten die Datenbereitstellung und die Bereitstellungsinformationen
als Daten zugeführt
werden, und einen Steuerungsabschnitt zur Steuerung eines Sensors
und eines Stellglieds.
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Die
Datenübertragung
erfolgt zwischen den Kommunikationsknoten, um eine Fahrzeug-Antriebs-Steuerung
in Übereinstimmung
mit den Fahrzeug-Antriebs-Zuständen,
Handhabungen des Fahrers oder Ähnliches
vorzunehmen. Um beispielsweise den Antrieb eines Stellglieds zu
steuern, liefert der damit verbundene Knoten eine Daten-Empfangs-Nachfrage
durch den Bus an den Bestimmungsknoten. Als Reaktion auf diese Nachfrage
gibt der Bestimmungsknoten Daten von einer oder mehreren entsprechenden
elektrischen Ausstattungseinheiten ein und überträgt dann die Eingabedaten an den
Knoten, der die Daten-Empfangs-Nachfrage geliefert hat.
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Diese
Datenübertragung
wird jedoch nicht immer durchgeführt.
Wenn die Datenübertragung nicht
erforderlich ist, wird keine Kommunikationsnachfrage (d. h. Daten-Übertragungs-
oder Daten-Empfangs-Nachfrage) von irgendeinem der Knoten geliefert.
In diesem Falle treten alle Knoten dieser Ausführungsform in einen Kommunikations-Standby-Modus,
d. h. in einen Ruhe-Modus (allgemeiner Ruhe-Zustand), bei dem die
Stromversorgung des Schnittstellenschaltungsabschnitts, des Kommunikations-Steuer-Abschnitts und des
Zentraleinheitsabschnitts eines jeden Knotens eingestellt wird,
um den Stromverbrauch zu verringern. Das Kommunikationssystem dieser
Ausführungsform
besitzt die folgenden Eigenschaften, damit für alle Knoten der Übergang
in den Ruhe-Modus möglich
ist, selbst wenn einer oder mehrere Knoten kommunikationsunfähig sind.
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Erstens
ist ein Flag für
die Kommunikation-Andauernd-Nachfrage in den Übertragungsdaten enthalten,
die von jedem Slave-Knoten 2 geliefert werden
müssen.
Wenn eine Kommunikationsnachfrage (Daten-Übertragung- oder Daten-Empfangs-Nachfrage)
im eigenen Knoten erzeugt wird, setzt dieser Slave-Knoten 2 das Flag
für die
andauernde Kommunikation auf einen Wert (z. B. einen Wert von 1),
der für
das Vorliegen einer Nachfrage zur Weiterführung der Kommunikation hinweisend ist.
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Zweitens
ist der Hauptknoten 1 dazu ausgebildet, einen Kommunikations-Standby-Befehl
an alle Slave-Knoten 2 zu übertragen, wenn ein Zustand,
in dem keiner der Slave-Knoten 2 eine Kommunikation-Andauernd-Nachfrage
liefert, eine vorbestimmte Zeitspanne T1 überschreitet. Als Reaktion
auf den Kommunikations-Standby-Befehl
stellt jeder Slave-Knoten 2 die Lieferung der Übertragungsdaten ein.
Wenn dieser Übertragungs-Hemm-Zustand
eine vorbestimmte Zeitspanne T überschreitet,
tritt der Slave-Knoten
in einen Kommunikations-Standby-Modus, d. h. Ruhe-Modus, ein.
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Das
heißt,
dass der Hauptknoten 1 eine Übergangsbestimmung auf der
Grundlage der Anwesenheit oder Abwesenheit einer Kommunikation-Andauernd-Nachfrage
von einem jeden Slave-Knoten 2 durchführt. Wenn keine Kommunikation-Andauernd-Nachfrage
von irgendeinem der Slave-Knoten 2 für eine vorbestimmte Zeitspanne
geliefert wird, die nahezu der Summe der zwei vorbestimmten Zeitspannen
T1 und T entspricht, wird ein Übergangsbefehl
vom Hauptknoten 1 an alle Slave-Knoten 2 geliefert,
wodurch sie veranlasst werden, in den Ruhe-Modus zu treten. Selbst
wenn irgendeiner der Slave-Knoten 2 kommunikationsunfähig wird,
ist dieser Slave-Knoten 2 lediglich nicht in der Lage,
die Kommunikation-Andauernd-Nachfrage zu liefern, beeinträchtigt aber
keinesfalls die vom Hauptknoten 1 durchgeführte Übergangsbestimmung,
wobei die Slave-Knoten 2 in den Ruhe-Modus treten können. Auf
diese Art und Weise wird gewährleistet,
dass die Slave-Knoten 2 in den Ruhe-Modus treten.
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Drittens
ist jeder Slave-Knoten 2 dazu ausgebildet, in den Ruhe-Modus
zu treten, wenn er keine Daten einschließlich des Kommunikations-Standby-Befehl-Flags
während
einer vorbestimmten Zeitspanne vom Hauptknoten 1 erhält. Selbst
wenn der Hauptknoten 1 somit kommunikationsunfähig wird, ist
es jedem Slave-Knoten 2 erlaubt, in den Ruhe-Modus zu treten.
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Nachfolgend
wird eine grundlegende Funktion des Multiplex-Kommunikations-Systems dieser Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die 3 erläutert.
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Hier
wird angenommen, dass sich der Hauptknoten 1 und alle Slave-Knoten 2 (davon
sind lediglich zwei, die mit A und B gekennzeichnet sind, in der 3 abgebildet)
in ihrem Ruhe-Zustand
befinden, und dass anschließend
eine Kommunikationsnachfrage (eine Bereitstellungsnachfrage, um
einen anderen Slave-Knoten zur Informationsbereitstellung aufzufordern)
im Slave-Knoten A erzeugt wird (wie durch Kennzeichen S1 in der 3 dargestellt).
Als Reaktion auf die im eigenen Knoten erzeugte Kommunikationsnachfrage
liefert der Slave-Knoten A einen ersten Übertragungsblock von Übertragungsdaten,
der eine Kommunikation-Andauernd-Nachfrage (S2) einschließt. Als
Reaktion darauf wachen die anderen Slave-Knoten (nachfolgend als
Slave-Knoten B bezeichnet)
und der Hauptknoten 1 auf und führen einen Übergang von ihrem Kommunikations-Standby-Modus
zu ihrem Kommunikations-Durchführungs-Modus
durch, wobei es diesen Knoten ermöglicht wird, die Datenübertragung
zu beginnen.
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Auf
diese Art und Weise ist das Multiplex-Kommunikations-System dieser Ausführungsform
dazu ausgebildet, alle Knoten, als Reaktion auf eine Kommunikationsnachfrage
irgendeines Knotens, zum Aufwachen zu veranlassen. Diesbezüglich wird
ein CAN (Controller Area Network – Bereichsnetz der Steuereinheit)
beispielsweise als Fahrzeug-Netzwerk-Protokoll benutzt.
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Der
Slave-Knoten A dieser Ausführungsform liefert
zwei Mal den ersten Datenübertragungsblock einschließlich der
Kommunikation-Andauernd-Nachfrage (einem schraffierten Abschnitt
im Datenübertragungsblock
entsprechend), um zu gewährleisten, dass
der Hauptknoten 1 und die Slave-Knoten B aufwachen können und
um die durch die unterschiedliche Verarbeitungsfähigkeit und das unterschiedliche Reaktions-Timing
zwischen den einzelnen Slave-Knoten
(S2 und S3A) hervorgerufenen Einflüsse zu beseitigen.
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Als
Reaktion auf den ersten Datenübertragungsblock,
der zum ersten Mal (S2) vom Slave-Knoten A übertragen wird, wachen alle
oder die meisten der Hauptknoten 1 und der Slave-Knoten
B auf, um in einen Zustand zu treten, in dem sie bereit sind, Daten
zu empfangen, aber es verboten ist, die Datenübertragung (S3B) vorzunehmen.
Nach der erstmaligen Lieferung (S2), im Hauptkno ten, startet ein
erster Timer, der eine Zeitspanne misst, in der keine Kommunikation-Andauernd-Nachfrage
erzeugt wird. Der erste Timer wird immer dann rückgesetzt, wenn der Hauptknoten
von irgendeinem der Slave-Knoten ein Flag für die andauernde Kommunikation
mit einem Wert von 1 erhält,
der das Vorliegen einer Kommunikation-Andauernd-Nachfrage angibt.
Als Reaktion auf die zweite Übertragung
(S3A) des ersten Übertragungsblocks
vom Slave-Knoten A, wachen sicherlich jene Knoten auf, wenn es noch
solche gibt, die nicht aufgewacht sind als der erste Datenübertragungsblock
zum ersten Mal übertragen
wurde, und allen Knoten ist es erlaubt, die Datenübertragung
durchzuführen.
Diesbezüglich
teilt zumindest ein Knoten, der den ersten Datenübertragungsblock erhalten hat, den
restlichen Knoten mit – wenn
es welche gibt –, dass
die Datenübertragung
durchgeführt
werden kann.
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Wie
aus den nachfolgenden Erläuterungen unter
Bezugnahme auf die 4A, 4B, 5A und 5B hervorgeht,
erfolgt die Datenübertragung
zwischen den verbundenen Knoten allgemein in mehreren Verarbeitungszyklen.
In jedem Verarbeitungszyklus führt
zunächst
der Hauptknoten die Kommunikation (M3) durch und dann führt der
Slave-Knoten die Kommunikation (S5) durch. Wenn die Durchführung der
Datenübertragung
vorübergehend unnötig ist,
treten alle Knoten in den Ruhe-Zustand und die Datenübertragung
beginnt dann erneut wie angefordert. Nachstehend werden die Abläufe des Übergangs
in den Ruhe-Zustand beschrieben.
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Unmittelbar
bevor die Datenübertragung
vorübergehend
unnötig
wird, werden die Enddaten (S4 in der 3) von jedem
Knoten (Slave-Knoten A in der 3) geliefert
und daraufhin liefert keiner der Knoten eine Kommunikation-Andauernd-Nachfrage. Selbst
in einem Zustand ohne Kommunikation-Andauernd-Nachfrage ist es erlaubt, dass ein Datenübertragungsblock,
der keine Kommunikation-Andauernd-Nachfrage einschließt, solange
geliefert wird, bis eine vorbestimmte Zeitspanne vom Zeitpunkt,
an dem dieser Zustand eingegeben wurde, abgelaufen ist.
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Wenn
ein Zustand, in dem keine Kommunikation-Andauernd-Nachfrage vorliegt,
während
einer vorbestimmten Zeitspanne T1 andauert, ist vom Zeitpunkt, an
dem der Slave-Knoten A die Lieferung der Übertragungsdaten einschließlich einer
Kommunikation-Andauernd-Nachfrage (S4) beendet hat, der erste Timer
des Hauptknotens abgelaufen und ein zweiter Timer wird gestartet
(M4A). Ferner wird ein zweiter Datenübertragungsblock einschließlich eines
Ruhe-Übergangs-Befehl-Signals
(dem schraffierten Abschnitt im Datenübertragungsblock entsprechend) vom
Hauptknoten 1 (M4B) geliefert. Der zweite Datenübertragungsblock
wird von den besonderen Übertragungsmitteln
des Hauptknotens dem Bus 3 periodisch geliefert. Als Reaktion
auf das Ruhe-Übergangs-Befehl-Signal stellen
alle Slave-Knoten A und B die Datenlieferung ein und ein Timer eines
jeden Slave-Knotens beginnt, eine Zeitspanne zu messen, in der sich
der Slave-Knoten in einem Übertragungs-Hemm-Zustand
(S6) befindet.
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Wenn
ein Zustand, in dem die Datenübertragung
der Slave-Knoten
eingestellt ist, während
einer vorbestimmten Zeitspanne T andauert, ist unter der Bedingung,
dass der Hauptknoten weiterhin den zweiten Datenübertragungsblock einschließlich des Kommunikations-Standby-Befehls,
der als Ruhe-Übergangs-Befehl-Signal dient, liefert,
und keiner der Slave-Knoten eine Kommunikation-Andauernd-Nachfrage
liefert, der Timer jedes Slave-Knotens abgelaufen (S7). Als Reaktion
darauf werden alle Slave-Knoten von ihrem Kommunikations-Durchführungs-Modus
in ihren Kommunikations-Standby-Modus (d. h. Ruhe-Modus) überführt.
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Wenn
ein Zustand, in dem keine Kommunikation-Andauernd-Nachfrage erzeugt
wird, während einer
vorbestimmten Zeitspanne T2 andauert, wird nach dem Starten der
Zeitmessung durch den zweiten Timer des Hauptknotens, d. h. nach
dem Start der Lieferung des zweiten Datenübertragungsblocks, dem Hauptknoten
verboten, Daten (M5) zu liefern. Der Hauptknoten tritt in eine Daten-Übertragungs-Hemm-Zeitspanne
ein. Der zweite Timer des Hauptknotens ist abgelaufen und ein dritter
Timer startet. Wenn ein Zustand, in dem keine Kommunikation-Andauernd-Nachfrage
durch einen ersten Datenübertragungsblock
vorliegt, während
einer vorbestimmten Zeitspanne T3 andauert, ist nach Eintritt des
Hauptknotens in die Daten-Übertragungs-Hemm-Zeitspanne
der dritte Timer abgelaufen und der Hauptknoten wird vom Kommunikations-Durchführungs-Modus
in den Kommunikations-Standby-Modus (M6) überführt.
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Unter
Bezugnahme auf die 4A, 4B, 5A und 5B wird
der Betrieb des Multiplex-Kommunikations-Systems gemäß dieser
Ausführungsform
eingehend erläutert.
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Der
Hauptknoten 1 führt
eine in den 4A und 4B dargestellte
Bestimmungsroutine in Intervallen, die in einem vorbestimmten Zyklus
festgelegt sind, wiederholt aus, um zu bestimmen, ob ein Übergang
von einem Kommunikations-Durchführungs-Modus
zu einem Kommunikations-Standby-Modus erfolgen soll oder nicht.
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In
dieser Routine liest der Hauptknoten 1, der im Kommunikations-Durchführungs-Modus
arbeitet, die erhaltenen Daten und den eigenen Zustand (Schritt
S11) und bestimmt dann, ob die erstmalige Verarbeitung im vorliegenden
Zyklus erfolgen soll, nachdem der Kommunikations-Durchführungs-Modus
eingetreten ist (Schritt S12). Wenn bestimmt wird, dass die erstmalige
Verarbeitung bereits erfolgt ist, bestimmt der Hauptknoten, ob die
erhaltenen Daten (neue Daten), die in Schritt S11 gelesen worden sind,
eine Kommunikation-Andauernd-Nachfrage (Flag für die Kommunikation-Andauernd-Nachfrage mit
einem Wert von 1) (Schritt S13) einschließen.
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Wenn
die neu erhaltenen Daten eine Kommunikation-Andauernd-Nachfrage einschließen, werden
der erste, zweite und dritte Timer, das erste und zweite Flag, und
das Kommunikations-Standby-Befehl-Flag,
das als Ruhe-Übergangs-Befehl-Signal
dient, jeweils auf einen Nullwert rückgesetzt, und dann wird die
reguläre Übertragung
durchgeführt (Schritte
S14 und S15), woraufhin die Bestimmungsverarbeitung des vorliegenden
Zyklus beendet wird.
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In
der in den 4A und 4B dargestellten
Bestimmungsroutine misst der erste Timer eine Zeitspanne, in der
keiner der Slave-Knoten 2 eine Kommunikation-Andauernd-Nachfrage
liefert, und keine Kommunikationsnachfrage liegt im Hauptknoten 1 vor.
Wenn ein derartiger Zustand (nachfolgend als Zustand ohne Kommunikationsnachfrage
bezeichnet) eine erste vorbestimmte Zeitspanne T1 (z. B. zwei Sekunden) überschreitet,
wird das erste Flag F1 auf einen Wert von 1 gesetzt. Diese Daten
werden als Kommunikations-Standby-Befehl (Ruhe-Übergangs-Befehl-Signal) an
die Slave-Knoten geliefert. Wenn der Zustand ohne Kommunikationsnachfrage eine
zweite vorbestimmte Zeitspanne T2 (z. B. eine Sekunde) weiterhin überschreitet,
wird ein zweites Flag F2 auf einen Wert von 1 gesetzt, wobei besondere Übertragungsmittel
des Hauptknotens verhindern, dass der Hauptknoten Bereitstellungsinformationen
liefert. Wenn dieser Zustand noch eine dritte vorbestimmte Zeitspanne
T3 (z. B. zwei Sekunden) weiterhin überschreitet, tritt der Kommunikations-Standby-Modus
(Ruhe-Modus) ein.
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Der
oben genannte Betrieb wird ferner unter Bezugnahme auf den in den 4A und 4B dargestellten
Fluss erläutert.
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Wenn
keine Kommunikation-Andauernd-Nachfrage von den Slave-Knoten geliefert
wird und gleichzeitig keine Kommunikationsnachfrage im Hauptknoten 1 vorliegt,
schreitet der Fluss von Schritt S17 zu Schritt S18 voran, in dem
bestimmt wird, ob das zweite Flag F2 einen Wert von 1 aufweist oder nicht.
In diesem Falle erzeugt die Bestimmung bei Schritt S18 eine negative
Antwort (Nein) und der Fluss schreitet folglich von Schritt S18
zu Schritt S19 voran, in dem bestimmt wird, ob das erste Flag F1
einen Wert von 1 aufweist. Hier erzeugt die Bestimmung bei Schritt
S19 eine negative Antwort, woraufhin bei Schritt S20 bestimmt wird,
ob ein Zählwert
TIMER 1 im ersten Timer einen Wert überschreitet, der einer vorbestimmten
Zeitspanne T1 entspricht. Hier erzeugt diese Bestimmung eine negative
Antwort, so dass der Zählwert
TIMER 1 im ersten Timer bei Schritt S21 erhöht wird und dann die reguläre Übertragung
bei Schritt S15 durchgeführt
wird, woraufhin die Bestimmungsverarbeitung im vorliegenden Zyklus
beendet wird.
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Wenn
daraufhin der Zustand ohne Kommunikationsnachfrage eine vorbestimmte
Zeitspanne T1 überschreitet
und dadurch eine positive Antwort (Ja) bei der Bestimmung in Schritt
S20 erzeugt wird, tritt der Fluss in Schritt S22 ein, in dem das
erste Flag F1 und das Kommunikations-Standby-Befehl-Flag jeweils
auf einen Wert von 1 gesetzt werden und diese Flagdaten werden jedem
Slave-Knoten 2 als Kommunikations-Standby-Befehl (Ruhe-Übergangs-Befehl-Signal)
geliefert und in einer Bestimmung bei Schritt S33 in der 5A benutzt.
Dann wird bestimmt, ob ein Zählwert
TIMER 2 im zweiten Timer einen Wert überschreitet, der einer vorbestimmten Zeitspanne
T2 entspricht (Schritt S23). Hier erzeugt die Bestimmung bei Schritt
S23 eine negative Antwort und folglich wird der Zählwert TIMER
2 im zweiten Timer bei S24 erhöht
und der Fluss tritt in Schritt S15 ein.
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Wie
aus den vorstehenden Erläuterungen
offensichtlich wird, dient der Hauptknoten 1 in Schritt S17
als Bestimmungsmittel, um die Anwesenheit oder Abwesenheit einer
Kommunikationsnachfrage im eigenen Knoten zu bestimmen, und in Schritt
S22 als Anweisungsmittel, um einen Übergangsbefehl zu liefern.
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Anschließend, wenn
die Lieferung des Kommunikations-Standby-Befehls
während
einer vorbestimmten Zeitspanne T2 im Zustand ohne Kommunikationsnachfrage
andauert, so dass die Bestimmung bei Schritt S23 eine positive Antwort
erzeugt, schreitet der Fluss vom Schritt S23 zum Schritt S25 voran, in
dem das zweite Flag F2 auf einen Wert von 1 gesetzt wird. Dann wird
bei Schritt S26 bestimmt, ob ein Zählwert TIMER 3 im dritten Timer
einen Wert überschreitet
oder nicht, der einer vorbestimmten Zeitspanne T3 entspricht. Hier
erzeugt die Bestimmung bei Schritt S26 eine negative Antwort, so
dass der Zählwert
TIMER 3 im dritten Timer erhöht
wird und dann die Datenübertragung
vom Hauptknoten 1 gesperrt wird (Schritte S27 und S28),
wodurch die besonderen Übertragungsmittel
des Hauptknotens verhindern, dass der Hauptknoten Bestimmungsinformationen
liefert. Als Ergebnis befindet sich der Hauptknoten 1 in
einem Daten-Übertragungs-Hemm-Zustand,
aber es ist ihm erlaubt, Daten zu empfangen. Durch Bereitstellung
einer solchen Daten-Übertragungs-Hemm-Zeitspanne
(Daten-Übertragungs-Sperr-Mittel)
wird gewährleistet, dass
der Hauptknoten umgehend eine Kommunikation-Andauernd-Nachfrage von einem Slave-Knoten erhält, wenn
eine solche vorliegt.
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Anschließend, wenn
der Zustand ohne Kommunikationsnachfrage eine vorbestimmte Zeitspanne T3
weiterhin überschreitet,
so dass die Bestimmung bei Schritt S26 eine positive Antwort erzeugt,
tritt der Hauptknoten 1 in den Kommunikations-Standby-Modus
(Ruhe-Modus) (Schritt S29), woraufhin die Bestimmungsverarbei tung
im vorliegenden Zyklus beendet wird.
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Jeder
Slave-Knoten 2 führt
eine in den 5A und 5B dargestellte
Bestimmungsroutine in Intervallen, die in einem vorbestimmten Zyklus festgelegt
sind, wiederholt aus, um zu bestimmen, ob ein Übergang von einem Kommunikations-Durchführungs-Modus
zu einem Kommunikations-Standby-Modus erfolgen soll.
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In
der Bestimmungsroutine liest der Slave-Knoten 2, der im
Kommunikations-Durchführungs-Modus
operativ ist, die erhaltenen Daten und den eigenen Zustand (Schritt
S31) und bestimmt dann, ob die erstmalige Verarbeitung im vorliegenden
Zyklus erfolgen soll, nachdem der Kommunikations-Durchführungs-Modus
eingetreten wird (Schritt S32). Wenn die erstmalige Verarbeitung
im vorliegenden Zyklus erfolgen soll, schreitet der Fluss von Schritt
S32 zu Schritt S38 voran, in dem ein Zählwert TIMER im Timer des Slave-Knotens 2 und
ein Flag F jeweils auf einen Nullwert rückgesetzt werden, woraufhin
der Fluss zu Schritt S33 voranschreitet. Andererseits, wenn die
erstmalige Verarbeitung bereits erfolgt ist, schreitet der Fluss
von Schritt S32 zu Schritt S33 voran, in dem bestimmt wird, ob Daten
einschließlich
eines Kommunikations-Standby-Befehl-Flags vom Hauptknoten 1 erhalten
werden.
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Wenn
die Daten einschließlich
eines Kommunikations-Standby-Befehl-Flags
erhalten werden, schreitet der Fluss von Schritt S33 zu Schritt
S34 über
Schritt S39 voran, in dem das Flag F auf einen Wert von 1 gesetzt
wird. Andererseits, wenn diese Daten nicht erhalten werden, schreitet
der Fluss von Schritt S33 zu Schritt S34 voran.
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In
Schritt S34 bestimmt der Slave-Knoten 2, ob das Flag F
einen Wert von 1 aufweist oder ob der eigene Knoten als Kommunikations-Nachfrage-Knoten
arbeitet oder nicht (der einer ist, in dem die Datenübertragung
oder der Datenempfang erforderlich wird, während er im Kommunikations-Standby-Modus
arbeitet) (Schritt S34). Wenn diese Bestimmung eine positive Antwort
erzeugt, bestimmt der Slave-Knoten 2 ferner, ob eine Kommunikationsnachfrage
(Datenübertragung
oder Datenempfangsnachfrage) im eigenen Knoten vorliegt oder nicht
(Schritt S35). Wenn in Schritt S35 bestimmt wird, dass eine Kommunikationsnachfrage
im eigenen Knoten 2 vorliegt, wird das Flag für die Kommunikation-Andauernd-Nachfrage
auf einen Wert von 1 gesetzt, und es erfolgt eine reguläre Übertragung
(Schritte S36 und S37), woraufhin die Bestimmungsverarbeitung im vorliegenden
Zyklus beendet wird.
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Wie
vorstehend erwähnt,
dient der Slave-Knoten 2 dazu, bei Schritt S35 als Bestimmungsmittel
die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Kommunikationsnachfrage im
eigenen Knoten zu bestimmen und bei Schritt S36 als Übertragungsmittel
eine Kommunikationsnachfrage zu liefern.
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Andererseits,
wenn bei Schritt S35 bestimmt wird, dass keine Kommunikationsnachfrage
im eigenen Knoten 2 vorliegt, setzt der Slave-Knoten 2 das Flag
für die
Kommunikation-Andauernd-Nachfrage auf
einen Nullwert zurück
(Schritt S40) und bestimmt dann, ob Daten einschließlich eines
Kommunikations-Standby-Befehl-Flags
vom Hauptknoten 1 erhalten werden (Schritt S41). Wenn die
Bestimmung eine positive Antwort erzeugt, bestimmt der Slave-Knoten 2,
ob das Kommunikations-Standby-Befehl-Flag in den vom Hauptknoten erhaltenen
Daten einen Wert von 1 aufweist (Schritt S42). Wenn diese Bestimmung
eine negative Antwort erzeugt, d. h. wenn kein Kommunikations-Standby-Befehl
vom Hauptknoten erhalten wird, wird der Zählwert TIMER im Timer auf einen
Wert von 1 rückgesetzt
(Schritt S43) und dann erfolgt eine reguläre Übertragung (Schritt S37), woraufhin
die Bestimmungsroutine im vorliegenden Zyklus beendet wird.
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Wie
vorstehend erwähnt,
wenn der Slave-Knoten 2 bei Schritt S35 bestimmt, dass
keine Kommunikationsnachfrage im eigenen Knoten vorliegt, schreitet
die Bestimmungsroutine von Schritt S35 über Schritt S40 zu Schritt
S41 voran, in dem bestimmt wird, ob Daten einschließlich eines
Kommunikations-Standby-Befehl-Flags
vom Hauptknoten 1 erhalten werden, und wenn diese Bestimmung
eine positive Antwort erzeugt, bestimmt der Slave-Knoten 2 bei
Schritt S42, ob das Kommunikations-Standby-Befehl-Flag in den vom Hauptknoten 1 erhaltenen Daten
einen Wert von 1 aufweist. Andererseits, wenn das Bestimmungsergebnis
bei Schritt S42 positiv ist, d. h., wenn der Kommunikations-Standby-Befehl vom
Hauptknoten erhalten wird, bestimmt der Slave-Knoten 2,
ob der Zählwert
TIMER des Timers des Slave-Knotens einen Wert überschreitet, der einer vorbestimmten
Zeitspanne T von beispielsweise drei Sekunden entspricht (Schritt
S44). Hier erzeugt die Bestimmung bei Schritt S44 eine negative
Antwort und folglich wird der Zählwert
TIMER des Timers erhöht
und dann wird die Datenübertragung
gesperrt (Schritte S45 und S46). Das heißt, dass der Slave-Knoten verhindert,
dass der eigene Knoten Bereitstellungsinformationen liefert. Daraufhin
ist die Bestimmungsverarbeitung beim vorliegenden Zyklus abgeschlossen.
Als Reaktion auf einen Kommunikations-Standby-Befehl des Hauptknotens 1 stellt
folglich der Slave-Knoten 2 die Durchführung der Übertragung ein.
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Wenn
ein Zustand, in dem keine Kommunikationsnachfrage im eigenen Knoten 2 vorliegt
und ein Kommunikations-Standby-Befehl vom Hauptknoten 1 vorliegt,
länger
als die vorbestimmte Zeitspanne T andauert, tritt der Slave-Knoten 2 in
den Kommunikations-Standby-Modus (Ruhe-Modus) (Schritt S47) ein,
woraufhin die Bestimmungsverarbeitung beim vorliegenden Zyklus beendet
wird. Die Bereitstellung der Übertragungs-Hemm-Zeitspanne
(Daten-Übertragungs-Sperr-Mittel)
für den
Slave-Knoten 2 ermöglicht
es, die Unannehmlichkeit des Übergangs
in den Ruhe-Modus zu verhindern, was ansonsten aufgrund der unterschiedlichen
Verarbeitungsfähigkeit und
des unterschiedlichen Reaktions-Timings zwischen den einzelnen Slave-Knoten
erfolgen würde. In
Schritt S44 dient der Slave-Knoten 2 als Bestimmungsmittel,
um zu bestimmen, ob die Bedingungen zum Übergang in den Ruhe-Modus erfüllt sind.
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Wenn
der Slave-Knoten 2, der im Kommunikations-Durchführungs-Modus
arbeitet, für
eine vorbestimmte Zeitspanne T in einem Zustand behalten wird, in
dem er keine Daten einschließlich
des Kommunikations-Standby-Befehls vom Hauptknoten 1 erhält, erzeugt
die Bestimmung bei den Schritten S44, die vom Nein-Zweig bei Schritt
S34 in der 5A herrührt, eine positive Antwort,
so dass der Slave-Knoten 2 in den Kommunikations-Standby-Modus tritt
(Schritt S47). Der Kommunikations-Standby-Modus tritt ebenfalls ein, wenn
eine Bestimmung bei Schritt S44, die vom Nein-Zweig bei Schritt
S41 herrührt,
eine positive Antwort aufgrund dessen erzeugt, dass der Slave-Knoten 2 in
der vorbestimmten Zeitspanne T in einem Zustand behalten wird, in
dem Daten einschließlich
des Kommunikations-Standby-Befehls
nicht erhalten werden. Die Zeitspanne T startet, wenn Daten einschließlich eines
Kommunikations-Standby-Befehl-Flags erhalten werden und das Flag
F auf einen Wert von 1 gesetzt wird. Folglich wird es dem Slave-Knoten 2 gestattet,
in den Ruhe-Modus überzugehen,
und zwar selbst wenn der Hauptknoten 1 nicht in der Lage
ist zu kommunizieren.
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Der
Ausdruck "Ruhe-Übergang" oder "Übergang in den Ruhe-Modus" eines Knotens, der
in den Erläuterungen
der vorstehenden Ausführungsform benutzt
worden ist, bedeutet, dass zuerst der Schnittstellenabschnitt des
Knotens in den Ruhe-Modus tritt und dann der Kommunikationsverarbeitungsabschnitt
und der Zentraleinheitsabschnitt davon in dieser Reihenfolge in
den Ruhe-Modus treten.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehende Ausführungsform
beschränkt
und kann verschiedentlich abgeändert
werden.
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Beispielsweise
ist das Multiplex-Kommunikations-System gemäß der vorstehenden Ausführungsform
derart konfiguriert, dass der Hauptknoten 1 alle Slave-Knoten 2 überwacht.
Alternativ dazu kann das Multiplex-Kommunikations-System mit einer
Mehrzahl an solchen Hauptknoten ausgestattet sein. Die Konfiguration
der Haupt- und Slave-Knoten ist nicht auf diejenige, die in der 2 abgebildet
ist, beschränkt
und kann verschiedentlich abgeändert werden,
solange jeder Knoten in einem Kommunikations-Durchführungs-Modus
oder einem Kommunikations-Standby-Modus wahlweise betreibbar ist. Das
Multiplex-Kommunikations-System ist nicht auf dasjenige beschränkt, das
abbildungsgemäß ein busartiges
Netzwerk aufweist, das folglich beispielsweise ein ringartiges Netzwerk
sein kann.
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In
der Ausführungsform
ist jeder Slave-Knoten derart angeordnet, dass er in den Ruhe-Modus tritt,
nachdem er den Kommunikations-Standby-Befehl vom Hauptknoten für eine vorbestimmte
Zeitspanne T erhalten hat. Alternativ dazu kann jeder Slave-Knoten
derart konfiguriert sein, dass er umgehend in den Ruhe-Modus tritt,
wenn er den Kommunikations-Standby-Befehl erhalten hat.
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Obwohl
die Übertragungs-Hemm-Zeitspanne
T in der Ausführungsform
sogar nach Ablauf der Kommunikations-Standby-Befehl-Lieferungs-Zeitspanne
T2, die mit dem Hauptknoten 1 verbunden ist, andauert,
kann diese Zeitspanne T2 länger
als die Übertragungs-Hemm-Zeitspanne
T sein, wodurch gewährleistet
wird, dass der Slave-Knoten in den Ruhe-Modus tritt.